Hoe Bitcoin werkt

Hoe een bitcoin precies te categoriseren is een kwestie van controverse. Is het een soort valuta, een waardeopslag, een betalingsnetwerk of een activaklasse?

Gelukkig is het gemakkelijker om te definiëren wat bitcoin eigenlijk is. Het is software. Laat je niet misleiden door stockfoto's van glanzende munten versierd met aangepaste Thaise Baht-symbolen. Bitcoin is een puur digitaal fenomeen, een reeks protocollen en processen.

Het is ook de meest succesvolle van honderden pogingen om virtueel geld te creëren door het gebruik van cryptografie, de wetenschap van het maken en breken van codes. Maar de concurrentie neemt toe.

De Blockchain

Bitcoin is een netwerk dat werkt op een protocol dat bekend staat als de blockchain. Een artikel uit 2008 van een persoon of mensen die zichzelf Satoshi Nakamoto noemden, beschreef eerst zowel de blockchain als bitcoin en gedurende een tijdje waren de twee termen vrijwel synoniem.

De blockchain is sindsdien geëvolueerd naar een apart concept en duizenden blockchains zijn gemaakt met behulp van vergelijkbare cryptografische technieken. Deze geschiedenis kan de nomenclatuur verwarrend maken. Blockchain verwijst soms naar de originele bitcoin-blockchain. Op andere momenten verwijst het naar blockchain-technologie in het algemeen, of naar een andere specifieke blockchain, zoals degene die Ethereum aandrijft.

De basisprincipes van blockchain-technologie zijn genadig eenvoudig. Elke gegeven blockchain bestaat uit een enkele keten van afzonderlijke blokken informatie, chronologisch gerangschikt. In principe kan deze informatie elke reeks van enen en nullen zijn, wat betekent dat het e-mails, contracten, landtitels, huwelijkscertificaten of obligatiewerkzaamheden kan omvatten. Deze veelzijdigheid heeft de aandacht getrokken van overheden en particuliere bedrijven.

In het geval van bitcoin is de informatie echter meestal transacties.

Bitcoin is eigenlijk maar een lijst. Persoon A heeft X bitcoin naar persoon B gestuurd, die Y bitcoin naar persoon C heeft gestuurd, enz. Door deze transacties op te tellen, weet iedereen waar individuele gebruikers staan.

Een andere naam voor een blockchain is een 'gedistribueerd grootboek', dat het belangrijkste verschil benadrukt tussen deze technologie en een goed bewaard Word-document. De blockchain van Bitcoin is openbaar. Iedereen kan het volledig downloaden of naar een aantal sites gaan die het parseren.

Je kunt bijvoorbeeld zien dat 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ 0.01718427 bitcoin stuurde naar 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t op 14 augustus 2017, tussen 11:10 en 11:20 uur. -geïnformeerd, je zou waarschijnlijk kunnen achterhalen wie ze beheerste. Bitcoin's netwerk is niet volledig anoniem, met andere woorden, hoewel het nemen van bepaalde voorzorgsmaatregelen het erg moeilijk kan maken om individuen aan transacties te koppelen.

Hoe Bitcoin te kopen

Post-Trust

Ondanks dat het absoluut openbaar is, of liever gezegd vanwege dat feit, is bitcoin uiterst moeilijk om mee te knoeien. Een bitcoin heeft geen fysieke aanwezigheid, dus je kunt het niet beschermen door het in een kluis op te bergen of het in de Canadese wildernis te begraven.

In theorie zou het enige dat een dief zou moeten doen om het van u af te nemen, een regel aan het grootboek toevoegen die zich vertaalt naar 'u heeft me alles betaald wat u hebt'.

Een gerelateerde zorg is dubbele uitgaven. Als een slechte acteur wat bitcoin zou kunnen uitgeven, dan opnieuw uitgeven, zou het vertrouwen in de waarde van de valuta snel vervliegen.

Om te voorkomen dat een van beide gebeurt, heb je vertrouwen nodig. In dit geval zou de gebruikelijke oplossing zijn om via een centrale, neutrale scheidsrechter te handelen. Een bank. Bitcoin heeft dat echter overbodig gemaakt. (Het is waarschijnlijk geen toeval dat de oorspronkelijke beschrijving van Satoshi werd gepubliceerd in oktober 2008, toen het vertrouwen in banken op een multigenerationeel niveau was.) In plaats van een betrouwbare autoriteit te hebben die het grootboek bewaart en het netwerk presideert, is het bitcoin-netwerk gedecentraliseerd. Iedereen houdt iedereen in de gaten.

Niemand hoeft iemand te kennen of te vertrouwen. Ervan uitgaande dat alles werkt zoals bedoeld, zorgen de cryptografische protocollen ervoor dat elk transactieblok wordt vastgeschroefd op het laatste in een lange, onveranderlijke keten.

Mijnbouw

Het proces dat dit vertrouwde grootboek handhaaft, staat bekend als mijnbouw. Het netwerk van bitcoingebruikers die onderling de cryptocurrency verhandelen, is een netwerk van mijnwerkers die deze transacties op de blockchain registreren.

Het opnemen van een reeks transacties is triviaal voor een moderne computer, maar mining is moeilijk omdat de software van bitcoin het proces kunstmatig tijdrovend maakt. Zonder de toegevoegde moeilijkheid zouden mensen transacties kunnen vervalsen om zichzelf te verrijken of andere mensen failliet te laten gaan. Ze zouden het in de blockchain kunnen loggen en er zo triviale transacties bovenop kunnen stapelen dat het ontwarren van de fraude onmogelijk zou worden.

Evenzo zou het gemakkelijk zijn om frauduleuze transacties in eerdere blokken in te voegen. Het netwerk zou een uitgestrekte, spamachtige puinhoop van concurrerende grootboeken worden en bitcoin zou waardeloos zijn.

Het combineren van "proof of work" met andere cryptografische technieken was de doorbraak van Satoshi. De software van Bitcoin past de moeilijkheidsgraad van mijnwerkers aan om het netwerk elke 10 minuten te beperken tot één nieuw blok van 1 megabyte transacties. Op die manier is het aantal transacties verteerbaar. Het netwerk heeft tijd om het nieuwe blok en het grootboek dat eraan voorafgaat te onderzoeken en iedereen kan een consensus bereiken over de status quo. Daarin zit een "vork" - dat wil zeggen, de ketting splitst in uiteenlopende versies - de langste ketting wordt als de meest geldige beschouwd omdat het meeste werk erin is gegaan. (Zie "Bitcoin kopen" voor meer informatie.)

hashes

Hier is een iets meer technische beschrijving van hoe mijnbouw werkt. Het netwerk van mijnwerkers, verspreid over de hele wereld en niet aan elkaar gebonden door persoonlijke of professionele banden, ontvangt de nieuwste batch transactiegegevens. Ze voeren de gegevens door een cryptografisch algoritme dat een 'hash' genereert, een reeks cijfers en letters die de geldigheid van de informatie controleert, maar de informatie zelf niet onthult. (In werkelijkheid is deze ideale visie van gedecentraliseerde mijnbouw niet langer nauwkeurig, met industriële mijnbouwbedrijven en krachtige mijnpools die een oligopolie vormen. Meer daarover hieronder.)

Gezien de hash 000000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30, kunt u niet weten welke transacties het relevante blok (# 480504) bevat. Je kunt echter een aantal gegevens nemen als blok # 480504 en ervoor zorgen dat er niet mee is geknoeid. Als één nummer misplaatst zou zijn, hoe onbeduidend ook, zouden de gegevens een totaal andere hash genereren. Als u de onafhankelijkheidsverklaring uitvoert via een hash-calculator, krijgt u 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Verwijder de periode na "voorgelegd aan een openhartige wereld" en u krijgt 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Dat is meer dan een beetje anders.

Met deze technologie kan het bitcoin-netwerk onmiddellijk de geldigheid van een blok controleren. Het zou ongelooflijk tijdrovend zijn om het hele grootboek door te kammen om ervoor te zorgen dat de persoon die de meest recente batch transacties ophaalt, niets grappig heeft geprobeerd. In plaats daarvan verschijnt de hash van het vorige blok in het nieuwe blok. Als het kleinste detail in het vorige blok was gewijzigd, zou die hash veranderen. Zelfs als de wijziging 20.000 blokken terug in de keten was, zou de hash van dat blok een cascade van nieuwe hashes veroorzaken en het netwerk afvuren.

Een hash genereren is echter niet echt werk. Het proces is zo snel en eenvoudig dat slechte actoren het netwerk nog steeds kunnen spammen en misschien, gegeven voldoende rekenkracht, een paar blokken terug in de keten frauduleuze transacties kunnen doorgeven. Dus het bitcoin-protocol vereist bewijs van werk.

Het doet dit door mijnwerkers een curvebal te gooien: hun hash moet zich onder een bepaald doel bevinden. Daarom begint de hash van blok # 480504 met een lange reeks nullen. Het is klein. Omdat elke reeks gegevens één en slechts één hash genereert, omvat de zoektocht naar een voldoende kleine reeks het toevoegen van nullen ("getallen die één keer worden gebruikt") aan het einde van de gegevens. Dus een mijnwerker draait [thedata]. De hash is te groot, probeer het opnieuw. [Thedata] 1. Te groot. [Thedata] 2. Ten slotte levert [thedata] 93452 een hash op die begint met het vereiste aantal nullen.

Het gedolven blok zal naar het netwerk worden verzonden om bevestigingen te ontvangen, die nog een uur of zo, hoewel soms veel langer, duren om te verwerken. (Nogmaals, deze beschrijving is vereenvoudigd. Blokken worden niet in hun geheel gehasht, maar opgedeeld in efficiëntere structuren die Merkle-bomen worden genoemd.)

Afhankelijk van het soort verkeer dat het netwerk ontvangt, vereist het protocol van bitcoin een langere of kortere reeks nullen, waardoor de moeilijkheid wordt aangepast om elke 10 minuten een nieuw blok te halen. De huidige moeilijkheidsgraad is ongeveer 2.603 biljoen, een stijging ten opzichte van 1 in 2009.

De mijnbouw is intensief en vereist grote, dure installaties en veel elektriciteit om ze van stroom te voorzien. En het is competitief. Het is niet te zeggen wat nonce zal werken, dus het doel is om er zo snel mogelijk doorheen te ploegen.

Mijnwerkers zijn begonnen met het vormen van pools en verdelen de beloningen onderling. En de beloningen zijn sappig. Elke keer dat een nieuw blok wordt gedolven, ontvangt de succesvolle mijnwerker een aantal nieuw gemaakte bitcoin. Aanvankelijk was het 50, maar toen halveerde het tot 25, en nu is het 12, 5 (ongeveer $ 64.000 in april 2019).

De beloning blijft elke 210.000 blokken halveren, ongeveer elke vier jaar totdat deze nul bereikt. Op dat moment zijn alle 21 miljoen bitcoins gedolven en zullen mijnwerkers uitsluitend afhankelijk zijn van vergoedingen om het netwerk te onderhouden.

Het feit dat mijnwerkers zich in pools beginnen te organiseren, baart sommigen zorgen. Als een pool meer dan 50% van de mijnmacht van het netwerk overschrijdt, kunnen zijn leden mogelijk munten uitgeven, de transacties ongedaan maken en opnieuw uitgeven. Ze kunnen ook transacties van anderen blokkeren.

Dat zou het einde van bitcoin kunnen betekenen, maar zelfs een zogenaamde 51% -aanval zou de slechte acteurs waarschijnlijk niet in staat stellen oude transacties terug te draaien, omdat het vereiste van het bewijs van werk dat proces zo arbeidsintensief maakt. Om terug te gaan en de blockchain te wijzigen, zou een pool zo'n grote meerderheid van het netwerk moeten besturen dat het waarschijnlijk zinloos zou zijn. Als u de hele valuta beheert, met wie kunt u dan handelen?

Een aanval van 51% is een financieel suïcidale propositie, vanuit het perspectief van mijnwerkers. Toen Ghash.io, een mijnpool, in 2014 de helft van de rekenkracht van het netwerk bereikte, brak het zichzelf vrijwillig om vertrouwen in de waarde van bitcoin te behouden. Andere actoren, zoals regeringen, kunnen het idee van een dergelijke aanval echter interessant vinden.

Een andere bron van zorg met betrekking tot mijnwerkers is de praktische neiging om zich te concentreren in delen van de wereld waar elektriciteit goedkoop is, zoals China of, na een Chinees optreden begin 2018, Quebec.

Sleutels en portefeuilles

Bitcoin-eigendom komt neer op twee cijfers, een openbare sleutel en een persoonlijke sleutel. Een ruwe analogie is een gebruikersnaam (publieke sleutel) en een wachtwoord (private sleutel). Een hash van de openbare sleutel, een adres genoemd, wordt weergegeven op de blockchain. Het gebruik van de hash biedt een extra beveiligingslaag.

Om bitcoin te ontvangen, is het voldoende dat de afzender uw adres kent. De openbare sleutel is afgeleid van de persoonlijke sleutel, die u nodig hebt om bitcoin naar een ander adres te sturen. Het systeem maakt het gemakkelijk om geld te ontvangen, maar vereist identiteitsverificatie om het te verzenden.

Om toegang te krijgen tot bitcoin, gebruikt u een portemonnee, een set sleutels. Deze kunnen verschillende vormen aannemen, van webapplicaties van derden die verzekerings- en betaalkaarten aanbieden tot QR-codes die op stukjes papier zijn afgedrukt. Het belangrijkste onderscheid is tussen "hot" portefeuilles die zijn verbonden met internet en daarom kwetsbaar zijn voor hacking, en "koude" portefeuilles die niet zijn verbonden met internet.

Veel gebruikers kiezen ervoor om uitwisselingen zoals Coinbase te gebruiken, waardoor de uitwisseling de controle heeft over de privésleutels.